EP4409732A1 - Stator pour moteur électrique triphasé et moteur électrique associé - Google Patents

Stator pour moteur électrique triphasé et moteur électrique associé

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Publication number
EP4409732A1
EP4409732A1 EP22793763.8A EP22793763A EP4409732A1 EP 4409732 A1 EP4409732 A1 EP 4409732A1 EP 22793763 A EP22793763 A EP 22793763A EP 4409732 A1 EP4409732 A1 EP 4409732A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
phase
stator
phases
coils
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22793763.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jose Luis Herrada
Mehdi Belhaj
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes dEssuyage SAS
Original Assignee
Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes dEssuyage SAS filed Critical Valeo Systemes dEssuyage SAS
Publication of EP4409732A1 publication Critical patent/EP4409732A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the present invention relates to the field of three-phase electric motors and in particular three-phase electric motors intended to equip electric bicycles.
  • Electric bikes are becoming more and more popular because of the ease of movement they provide while having reduced energy consumption, environmental impact and cost price.
  • connection frames In order to limit the size, it is necessary to limit both the external diameter of the stator as well as its axial length. In order to limit the diameter of the stator, it is known to arrange the connecting frames ensuring the connections between the coils of the stator arranged circularly in the center of the circle formed by the coils. However, the connection frames must be electrically isolated from each other, which tends to increase the axial length of the stator.
  • the supply of the phases u, v, w of the stator is generally carried out by supply terminals or input terminals or positive terminals (intended to be connected to a positive terminal of a power source) associated at different stages.
  • these supply terminals are generally distant from each other, the coils to be supplied from each of the phases being arranged at 120° from each other as shown in FIG. 1 where the terminals supply of each phase are indicated by hexagons and the coils by discs.
  • Output terminals or negative terminals are arranged diametrically opposite the power supply terminals or input terminals of the respective phases.
  • Figures 2 to 6 represent the different layers c1, c2, c3, c4, c5 of connection frames making it possible to make the different connections between the coils to obtain a three-phase star connection in the case of an 18-coil stator (6 coils per phase).
  • the layer c1 of FIG. 2 ensures the connections of the coils of the first phase.
  • the layer c2 of FIG. 3 ensures the connections of the coils of the second phase.
  • the layer c3 of FIG. 4 ensures the connections of the coils of the third phase.
  • the layers of FIGS. 5 and 6 ensure the connection between the phases to obtain the star connection.
  • stator for a three-phase electric motor comprising:
  • connection frames arranged on different layers superposed axially and electrically insulated from each other, said connection frames being configured to ensure the connections between the coils of the different phases according to a predetermined electrical diagram and to ensure the supply of the different phases via three supply terminals associated with the respective phases, in which the supply direction of one of the phases is reversed (i.e. the location of the supply and output terminals of this phase are inverted) with respect to the other two phases to limit the angular difference between the power supply terminals associated with the power supplies of the different phases.
  • connection frames associated with the supply terminals allowing the supply of the different phases are arranged on the same layer of connection frames.
  • connection frames associated with the power supply of the two other phases extend in the direction of the connection frame associated with the power supply of the phase whose direction of supply is reversed to receive the associated power terminal in order to reduce the angular difference between the power terminals associated with the power supply of the different phases.
  • connection frame layers is used to achieve:
  • the predetermined electrical diagram is a star or delta connection.
  • the stator comprises eighteen coils, each phase comprising a first and a second branch of three coils connected in series and in which the connection frames are distributed over five layers.
  • a first and a second lead frame layers respectively comprise the lead frames associated with the connections of the coils of a first and a second phase
  • a third lead frame layer comprises the lead frames associated with a first part of the connections of the coils associated with the third phase
  • a fourth layer comprises the power lead frames of the phases and a lead frame for paralleling the first three branches associated with the three phases
  • a fifth layer comprises the connection frames associated with the second part of the connections of the coils of the third phase and a connection frame for paralleling the three second branches associated with the three phases.
  • the inversion of the supply direction of a phase is obtained by inverting the connections between the inputs and the outputs associated with the phase, that is to say the supply terminal or input terminal or positive terminal (intended to be connected to a positive terminal of a power source) and the output terminal or negative terminal (intended to be connected to a negative terminal of a power source or to mass).
  • the reversal of the supply direction of a phase is obtained by reversing the winding direction of the phase.
  • the present invention also relates to an electric motor comprising a stator as described above.
  • FIG.1 represents a schematic view of a stator and the associated connections to supply the coils according to an embodiment of the state of the art
  • FIG.2 represents a schematic view of a first layer of connection frames associated with the connections of the coils of a first phase as well as a supply terminal allowing the supply of the first phase according to an embodiment of the state of the art; ;
  • FIG.3 represents a schematic view of a second layer of connection frames associated with the connections of the coils of a second phase as well as a supply terminal allowing the supply of the second phase according to an embodiment of the state of the art;
  • FIG.4 represents a schematic view of a third layer connection frames associated with the connections of the coils of a third phase as well as a supply terminal allowing the supply of the third phase according to an embodiment of the state of the art;
  • FIG.5 represents a schematic view of a fourth layer of connection frames associated with a first part of the connections between the coils of the different phases to obtain a star connection according to an embodiment of the state of the art
  • FIG.6 shows a schematic view of a fifth layer of connection frames associated with a second part of the connections between the coils of the different phases to obtain a star connection according to an embodiment of the state of the art
  • FIG.7 shows a schematic view of a stator according to an embodiment of the present invention comprising certain layers of lead frames
  • FIG.8 represents a first layer of connection frames associated with the connections of the coils of a first phase
  • FIG.9 shows a schematic view of a stator according to an embodiment of the present invention comprising certain layers of lead frames
  • FIG.10 represents a second layer of connection frames associated with the connections of the coils of a second phase
  • FIG.11 shows a schematic view of a stator according to an embodiment of the present invention comprising certain layers of lead frames
  • FIG.12 represents a third layer of connection frames associated with part of the connections of the coils of a third phase
  • FIG.13 represents a fourth layer of connection frames associated with the supply of the phases via supply terminals and with a first part of the connections between the coils of the different phases to obtain a star connection;
  • FIG.14 represents a fifth layer of connection frames associated with a second part of the connections between the coils of the different phases to obtain a star connection and with a second part of the connections of the coils of the third phase;
  • FIG.15 shows a superposition of the different lead frame layers according to an embodiment of the present invention
  • FIG.16 shows a schematic view of a stator according to another embodiment of the present invention comprising certain layers of lead frames; In these figures, identical elements bear the same references.
  • first element or second element as well as first parameter and second parameter or else first criterion and second criterion, etc.
  • first criterion and second criterion etc.
  • it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are close, but not identical. This indexing does not imply a priority of one element, parameter or criterion over another and it is easy to interchange such denominations without departing from the scope of the present description. Nor does this indexing imply an order in time, for example, to assess such and such a criterion.
  • a reference composed of a number and a letter, for example 10a designates a particular element, here a particular connection frame of a generic class of elements corresponding to the number, here the reference 10 designates all of the connection frames 10a, 10b....
  • the present invention relates to a stator 1 for a three-phase electric motor.
  • the electric motor comprises a plurality of coils 5 arranged on a stator body 3.
  • the stator 1 comprises eighteen coils 5, ie six coils 5 per phase.
  • the phases are configured in a star arrangement, each phase comprises a first and a second branch of three coils connected in series. However, a different number of coils 5 or a different configuration, for example in a triangle, can also be used.
  • the stator body 3 comprises a plurality of teeth 7 coming for example from material with a yoke 9 as shown in Figure 7 but other configurations for example with separate teeth 7 can also be used without departing from the scope of the present invention. .
  • the coils 5, represented schematically by disks in the figure 7, are formed by winding turns of a winding wire around the teeth 7.
  • the teeth 7, and therefore the coils 5, are distributed circularly on the stator body 3.
  • the coils 5 are arranged so as to limit the number of connections between the non-adjacent coils 5.
  • the electrical connections between the non-adjacent coils 5 are made by connection frames 10 arranged in the center of the coils 5.
  • the stator 1 comprises a set of connection frames 10 arranged on different layers superimposed axially and electrically insulated from each other. others.
  • the connection frames 10 are configured to ensure the connections between the coils 5 of the different phases according to a predetermined electrical diagram, here a star connection but other connections, for example in a triangle are also possible.
  • Connection frames 10 are also configured to ensure the supply of the different phases via supply terminals 12, one supply terminal 12 per phase.
  • the position of the supply terminals 12 is represented schematically by hexagons referenced 12u, 12v and 12w.
  • FIG. 7 notably represents a first layer c1 of connection frames associated with the connections of the coils of a first phase.
  • the first layer c1 comprises four connection frames denoted 10a, 10b, 10c and 10d as represented in FIG. 8.
  • Each connection frame 10a, 10b, 10c, 10d is made in the form of an arc of a circle whose ends connect two coils of the first phase.
  • Figure 7 also shows connection frames of other layers which will be described in more detail later.
  • the supply direction of one of the phases is reversed by compared to the other two phases.
  • inversion of the supply direction it is meant that the supply inputs and outputs are reversed.
  • the supply direction can be reversed by reversing the winding direction of the winding associated with this phase.
  • connection frame 9 represents in particular a second layer c2 of connection frames 10 associated with the connections of the coils 5 of a second phase.
  • the second layer c2 comprises four connection frames denoted 10e, 10f, 10g and 10h as represented in FIG. 10.
  • Each connection frame 10e, 10f, 10g, 10h is produced in the form of an arc of a circle whose ends connect two coils of the second phase.
  • FIG. 11 represents in particular a third layer c3 of connection frames 10 associated with a first part of the connections of the coils of a third phase.
  • the third layer comprises two lead frames denoted 10i, 10j as shown in Figure 12.
  • Each lead frame 10i, 10j is made in the form of an arc of a circle whose ends connect two coils of the third phase.
  • FIG. 13 represents a fourth layer c4 of connecting frames 10 whose connecting frames 10u, 10v, 10w are associated with the supply terminals 12u, 12v, 12w allowing the supply of the phases as well as an associated connecting frame 10m to a first part of the inter-phase connections associated with the star connection allowing the paralleling of the first branches of each of the phases.
  • the connection frames of this fourth layer c4 also appeared in FIGS. 7, 9 and 11.
  • FIG. 14 notably represents a fifth layer c5 of connection frames 10.
  • the connection frames 10k and 101 of this fifth layer c5 are associated with a second part of the connections of the coils 5 of the third phase and the connection frame 10n is associated to a second part of the inter-phase connections associated with the star connection allowing the paralleling of the second branches of each of the phases.
  • FIG. 15 represents a superposition of the five layers c1, c2, c3, c4, c5 of connection frames 10 shown in FIGS. 8, 10, 12, 13 and 14.
  • connection frames 10 therefore have a general annular shape formed by different arcs of circles and can be superimposed axially, the different ones being separated by electrically insulating interlayers to avoid any short-circuit between the different connection frames 10.
  • the assembly formed by the different layers can be arranged in the center of the stator body 3, that is to say in the center of the coils 5 arranged on the stator body 3 as shown in Figures 7, 9 and 11.
  • the inversion of the supply direction of one of the phases combined with the configuration of the connection frames presented in FIGS. 7 to 14 makes it possible to obtain a stator 1 whose supply terminals 12u, 12v, 12w are grouped together in an angular portion of 120° without increasing the dimensions (radial or axial) of the stator 1 .
  • the 10u and 10w connection frames associated with the phases whose supply is not reversed can be extended towards the connection frame.
  • 10v connection associated with the phase whose supply is reversed as shown in figure 7, 9 and 11 and the supply terminals 12u and 12w can be positioned at the end of the connection frames 10u and 10w located on the side of the frame 10v connection as shown in Figure 16.
  • the present invention also relates to an electric motor comprising a stator 1 as described previously.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un stator (1) pour moteur électrique triphasé comprenant: - une pluralité de bobines (5) réparties circulairement sur un corps de stator (3), - un ensemble de cadres de connexion (10) disposés sur différentes couches (c1, c2, c3, c4, c5) superposées axialement et isolées électriquement les unes des autres, lesdits cadres de connexion (10) étant configurés pour assurer les connexions entre les bobines (5) des différentes phases suivant un schéma électrique prédéterminé et pour assurer l'alimentation des différentes phases via trois bornes d'alimentation (12u, 12v, 12w) associées aux phases respectives, dans lequel le sens d'alimentation de l'une des phases est inversé par rapport aux deux autres phases pour limiter l'écart angulaire entre les bornes d'alimentation (12u, 12v, 12w) associés aux alimentations des différentes phases.

Description

Description
Titre de l'invention : Stator pour moteur électrique triphasé et moteur électrique associé
La présente invention concerne le domaine des moteurs électriques triphasés et notamment les moteurs électriques triphasés destinés à équiper des vélos électriques.
Les vélos électriques sont de plus en plus populaires du fait de la facilité de déplacement qu’ils procurent tout en ayant une consommation énergétique, un impact environnemental et un coût de revient réduits.
Cependant, l’utilisation d’un moteur électrique dans un vélo électrique implique différentes contraintes. Il convient en particulier de fournir un couple important tout en limitant au maximum le poids et l’encombrement du moteur électrique.
Afin de limiter l’encombrement, il est nécessaire de limiter à la fois le diamètre extérieur du stator ainsi que sa longueur axiale. Afin de limiter le diamètre du stator, il est connu de disposer les cadres de connexion assurant les connexions entre les bobines du stator disposées circulairement au centre du cercle formé par les bobines. Cependant, les cadres de connexion doivent être isolés électriquement les uns des autres ce qui tend à augmenter la longueur axiale du stator.
De plus, l’alimentation des phases u, v, w du stator est généralement réalisé par des bornes d’alimentation ou bornes d’entrée ou bornes positives (destinées à être reliées à une borne positive d’une source d’alimentation) associées aux différentes phases. Or, du fait de l’agencement des bobines, ces bornes d’alimentation sont généralement éloignées les unes des autres, les bobines à alimenter de chacune des phases étant disposées à 120° les unes des autres comme représenté sur la figure 1 où les bornes d’alimentation de chaque phase sont indiquées par des hexagones et les bobines par des disques. Des bornes de sortie ou bornes négatives (destinées à être reliées à une borne négative d’une source d’alimentation ou à la masse) sont disposées de manière diamétralement opposée aux bornes d’alimentation ou bornes d’entrée des phases respectives. Les figures 2 à 6 représentent les différentes couches c1 , c2, c3, c4, c5 de cadres de connexion permettant de réaliser les différentes connexions entre les bobines pour obtenir un montage triphasé en étoile dans le cas d’un stator à 18 bobines (6 bobines par phase). La couche c1 de la figure 2 assure les connexions des bobines de la première phase. La couche c2 de la figure 3 assure les connexions des bobines de la deuxième phase. La couche c3 de la figure 4 assure les connexions des bobines de la troisième phase. Les couches des figures 5 et 6 assurent les connexion entre les phases pour obtenir le montage en étoile. Ainsi, afin de réduire l’encombrement et rapprocher les bornes d’alimentation les unes des autres, il est nécessaire de réduire cet écart angulaire entre les différentes bornes d’alimentation associées aux différentes phases sans ajouter de surépaisseur dans la direction axiale pour limiter la longueur du stator ni de câbles extérieurs qui augmenteraient le diamètre du stator.
Il convient donc de fournir une solution permettant de rapprocher les bornes d’alimentation les unes des autres sans augmenter les dimensions du stator. A cet effet, l’invention a donc pour objet un stator pour moteur électrique triphasé comprenant :
- une pluralité de bobines réparties circulairement sur un corps de stator,
- un ensemble de cadres de connexion disposés sur différentes couches superposées axialement et isolées électriquement les unes des autres, lesdits cadres de connexion étant configurés pour assurer les connexions entre les bobines des différentes phases suivant un schéma électrique prédéterminé et pour assurer l’alimentation des différentes phases via trois bornes d’alimentation associées aux phases respectives, dans lequel le sens d’alimentation de l’une des phases est inversé (c’est-à-dire que l’emplacement des bornes d’alimentation et de sortie de cette phase sont inversées) par rapport aux deux autres phases pour limiter l’écart angulaire entre les bornes d’alimentation associées aux alimentations des différentes phases.
L’inversion du sens d’alimentation de l’une des phases permet de placer les trois bornes d’alimentation dans un intervalle angulaire de 120° et ainsi réduire l’écartement angulaire entre les différentes bornes d’alimentation par rapport à l’état de la technique (intervalle angulaire de 360°) Selon un autre aspect de la présente invention, les cadres de connexion associés aux bornes d’alimentation permettant l’alimentation des différentes phases sont disposés sur une même couche de cadres de connexion.
Selon un autre aspect de la présente invention, les cadres de connexion associés à l’alimentation des deux autres phases s’étendent en direction du cadre de connexion associé à l’alimentation de la phase dont le sens d’alimentation est inversé pour recevoir la borne d’alimentation associée afin de réduire l’écart angulaire entre les bornes d’alimentation associées à l’alimentation des différentes phases.
Selon un autre aspect de la présente invention, au moins une des couches de cadres de connexion est utilisée pour réaliser :
- des liaisons entre les bobines de différentes phases et/ou
- des liaisons entre les bobines d’une phase et l’alimentation d’une ou plusieurs phases.
Selon un autre aspect de la présente invention, le schéma électrique prédéterminé est un montage en étoile ou en triangle.
Selon un autre aspect de la présente invention, le stator comprend dix-huit bobines , chaque phase comprenant une première et une deuxième branches de trois bobines reliées en série et dans lequel les cadres de connexion sont répartis sur cinq couches. D’autres configurations, par exemple à douze bobines, sont également possibles.
Selon un autre aspect de la présente invention, une première et une deuxième couches de cadre de connexion comprennent respectivement les cadres de connexion associés aux connexions des bobines d’une première et d’une deuxième phase, une troisième couche de cadre de connexion comprend les cadres de connexion associés à une première partie des connexions des bobines associées à la troisième phase, une quatrième couche comprend les cadres de connexion d’alimentation des phases et un cadre de connexion de mise en parallèle des trois premières branches associées aux trois phases et une cinquième couche comprend les cadres de connexion associés à la deuxième partie des connexions des bobines de la troisième phase et un cadre de connexion de mise en parallèle des trois deuxièmes branches associées aux trois phases. Selon un autre aspect de la présente invention, l’inversion du sens d’alimentation d’une phase est obtenue en inversant les connexions entre les entrées et les sorties associées à la phase, c’est-à-dire la borne d’alimentation ou borne d’entrée ou borne positive (destinée à être reliée à une borne positive d’une source d’alimentation) et la borne de sortie ou borne négative (destinée à être reliée à une borne négative d’une source d’alimentation ou à la masse).
Selon un autre aspect de la présente invention, l’inversion du sens d’alimentation d’une phase est obtenu en inversant le sens de bobinage de la phase.
La présente invention concerne également un moteur électrique comprenant un stator tel que décrit précédemment.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
[Fig.1 ] représente une vue schématique d’un stator et des connexions associées pour assurer l’alimentation des bobines selon un mode de réalisation de l’état de la technique;
[Fig.2] représente une vue schématique d’une première couche de cadres de connexion associés aux connexions des bobines d’une première phase ainsi qu’une borne d’alimentation permettant l’alimentation de la première phase selon un mode de réalisation de l’état de la technique; ;
[Fig.3] représente une vue schématique d’une deuxième couche de cadres de connexion associés aux connexions des bobines d’une deuxième phase ainsi qu’une borne d’alimentation permettant l’alimentation de la deuxième phase selon un mode de réalisation de l’état de la technique ;
[Fig.4] représente une vue schématique d’une troisième couche cadres de connexion associés aux connexions des bobines d’une troisième phase ainsi qu’une borne d’alimentation permettant l’alimentation de la troisième phase selon un mode de réalisation de l’état de la technique;
[Fig.5] représente une vue schématique d’une quatrième couche de cadres de connexion associés à une première partie des connexions entre les bobines des différentes phases pour obtenir un montage en étoile selon un mode de réalisation de l’état de la technique;
[Fig.6] représente une vue schématique d’une cinquième couche de cadres de connexion associés à une deuxième partie des connexions entre les bobines des différentes phases pour obtenir un montage en étoile selon un mode de réalisation de l’état de la technique ;
[Fig.7] représente une vue schématique d’un stator selon un mode de réalisation de la présente invention comprenant certaines couches de cadres de connexion ;
[Fig.8] représente une première couche de cadres de connexion associés aux connexions des bobines d’une première phase;
[Fig.9] représente une vue schématique d’un stator selon un mode de réalisation de la présente invention comprenant certaines couches de cadres de connexion ;
[Fig.10] représente une deuxième couche de cadres de connexion associés aux connexions des bobines d’une deuxième phase;
[Fig.11 ] représente une vue schématique d’un stator selon un mode de réalisation de la présente invention comprenant certaines couches de cadres de connexion ;
[Fig.12] représente une troisième couche de cadres de connexion associés à une partie des connexions des bobines d’une troisième phase;
[Fig.13] représente une quatrième couche de cadres de connexion associés à l’alimentation des phases via des bornes d’alimentation et à une première partie des connexions entre les bobines des différentes phases pour obtenir un montage en étoile ;
[Fig.14] représente une cinquième couche de cadres de connexion associés à une deuxième partie des connexions entre les bobines des différentes phases pour obtenir un montage en étoile et à une deuxième partie des connexions des bobines de la troisième phase;
[Fig.15] représente une superposition des différentes couches de cadre de connexion selon un mode de réalisation de la présente invention ;
[Fig.16] représente une vue schématique d’un stator selon un autre mode de réalisation de la présente invention comprenant certaines couches de cadres de connexion ; Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément inter-changer de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.
Concernant les numéros de référence une référence composée d’un nombre et d’une lettre, par exemple 10a, désigne un élément particulier, ici un cadre de connexion particulier d’une classe générique d’éléments correspondant au nombre, ici la référence 10 désigne l’ensemble des cadres de connexion 10a, 10b....
La présente invention concerne un stator 1 pour moteur électrique triphasé. Le moteur électrique comprend une pluralité de bobines 5 disposées sur un corps de stator 3. Dans la suite de la description, le stator 1 comprend dix-huit bobines 5, soit six bobines 5 par phase. Les phases sont configurés selon un montage en étoile, chaque phase comprend une première et une deuxième branches de trois bobines reliées en série. Cependant un nombre de bobines 5 différent ou une configuration différente, par exemple en triangle, peuvent aussi être utilisés. Le corps de stator 3 comprend une pluralité de dents 7 venant par exemple de matière avec une culasse 9 comme représenté sur la figure 7 mais d’autres configurations par exemple avec des dents 7 séparées peuvent également être utilisées sans sortir du cadre de la présente invention. Les bobines 5, représentées schématiquement par des disques sur la figure 7, sont formées par un enroulement de spires d’un fil de bobinage autour des dents 7. Les dents 7, et donc les bobines 5, sont réparties circulairement sur le corps de stator 3. Les bobines 5 sont disposées de manière à limiter le nombre de connexions entre les bobines 5 non-adjacentes. Les connexions électriques entre les bobines 5 non- adjacentes sont réalisés par des cadres de connexion 10 disposés au centre des bobines 5. Ainsi, le stator 1 comprend un ensemble de cadres de connexion 10 disposés sur différentes couches superposées axialement et isolées électriquement les unes des autres. Les cadres de connexion 10 sont configurés pour assurer les connexions entre les bobines 5 des différentes phases suivant un schéma électrique prédéterminé, ici un montage en étoile mais d’autres montages, par exemple en triangle sont également possibles. Les cadres de connexion 10 sont également configurés pour assurer l’alimentation des différentes phases via des bornes d’alimentation 12, une borne d’alimentation 12 par phase. La position des bornes d’alimentation 12 est représentée schématiquement par des hexagones référencés 12u, 12v et 12w.
La figure 7 représente notamment une première couche c1 de cadres de connexion associée aux connexions des bobines d’une première phase. La première couche c1 comprend quatre cadres de connexion notés 10a, 10b, 10c et 10d comme représenté sur la figure 8. Chaque cadre de connexion 10a, 10b, 10c, 10d est réalisé sous la forme d’un arc de cercle dont les extrémités relient deux bobines de la première phase. La figure 7 représente également des cadres de connexion d’autres couches qui seront décrits plus en détails par la suite.
De plus, afin de réduire l’écart angulaire entre les différentes bornes d’alimentation 12u, 12v, 12w, le sens d’alimentation de l’une des phases, ici la phase associée à la borne d’alimentation 12v, est inversé par rapport aux deux autres phases. Par inversion du sens d’alimentation, on entend que les entrées et sorties d’alimentation sont inversées. Alternativement, l’inversion du sens d’alimentation peut être réalisé en inversant le sens d’enroulement du bobinage associé à cette phase. Ainsi, au lieu d’avoir trois bornes d’alimentation 12u, 12v, 12w disposées à 120° les unes des autres comme sur la figure 1 , les bornes d’alimentation 12u, 12v, 12w sont réparties sur un arc de cercle de 120°, deux bornes d’alimentation adjacentes étant séparées de 60° comme représenté sur la figure 7. La figure 9 représente notamment une deuxième couche c2 de cadres de connexion 10 associée aux connexions des bobines 5 d’une deuxième phase. La deuxième couche c2 comprend quatre cadres de connexion notés 10e, 10f , 10g et 10h comme représenté sur la figure 10. Chaque cadre de connexion 10e, 10f , 10g, 10h est réalisé sous la forme d’un arc de cercle dont les extrémités relient deux bobines de la deuxième phase.
La figure 11 représente notamment une troisième couche c3 de cadres de connexion 10 associée à une première partie des connexions des bobines d’une troisième phase. La troisième couche comprend deux cadres de connexion notés 10i, 10j comme représenté sur la figure 12. Chaque cadre de connexion 10i, 10j est réalisé sous la forme d’un arc de cercle dont les extrémités relient deux bobines de la troisième phase. La figure 13 représente une quatrième couche c4 de cadres de connexion 10 dont les cadres dé connexion 10u, 10v, 10w sont associés aux bornes d’alimentation 12u, 12v, 12w permettant l’alimentation des phases ainsi qu’un cadre de connexion 10m associé à une première partie des connexions inter-phases associées au montage en étoile permettant la mise en parallèle des premières branches de chacune des phases. Il est également à noter que les cadres de connexion de cette quatrième couche c4 apparaissaient également sur les figures 7, 9 et 11 .
La figure 14 représente notamment une cinquième couche c5 de cadres de connexion 10. Les cadres de connexion 10k et 101 de cette cinquième couche c5 sont associés à une deuxième partie des connexions des bobines 5 de la troisième phase et le cadre de connexion 10n est associé à une deuxième partie des connexions inter-phases associées au montage en étoile permettant la mise en parallèle des deuxièmes branches de chacune des phases.
La figure 15 représente une superposition des cinq couches c1 , c2, c3, c4, c5 de cadres de connexion 10 présentés sur les figures 8, 10, 12, 13 et 14.
Les différentes couches de cadres de connexion 10 ont donc une forme générale annulaire formée par différents arcs de cercle et peuvent être superposées axialement, les différentes étant séparées par des couches intercalaires isolantes électriquement pour éviter tout court-circuit entre les différents cadres de connexion 10. L’ensemble formé par les différents couches peut être disposé au centre du corps de stator 3, c’est-à-dire au centre des bobines 5 disposées sur le corps de stator 3 comme représenté sur les figures 7, 9 et 11 .
Ainsi, l’inversion du sens d’alimentation de l’une des phases combinée à la configuration des cadres de connexion présentée sur les figures 7 à 14 permet d’obtenir un stator 1 dont les bornes d’alimentation 12u, 12v, 12w sont regroupées dans une portion angulaire de 120° sans augmenter les dimensions (radiale ou axiale) du stator 1 .
Afin de réduire encore l’écart angulaire entre les bornes d’alimentation 12u, 12v et 12w associées aux différentes phases, les cadres de connexion 10u et 10w associés aux phases dont l’alimentation n’est pas inversée peuvent être prolongés vers le cadre de connexion 10v associé à la phase dont l’alimentation est inversée comme représenté sur la figure 7, 9 et 11 et les bornes d’alimentation 12u et 12w peuvent être positionnées à l’extrémité des cadres de connexion 10u et 10w située du côté du cadre de connexion 10v comme représenté sur la figure 16. Une telle configuration permet de réduire encore l’écart angulaire entre les différentes bornes d’alimentation 12 et ainsi réduire l’encombrement global du stator 1.
La présente invention concerne également un moteur électrique comprenant un stator 1 tel que décrit précédemment.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Stator (1 ) pour moteur électrique triphasé comprenant :
- une pluralité de bobines (5) réparties circulairement sur un corps de stator (3),
- un ensemble de cadres de connexion (10) disposés sur différentes couches (c1 , c2, c3, c4, c5) superposées axialement et isolées électriquement les unes des autres, lesdits cadres de connexion (10) étant configurés pour assurer les connexions entre les bobines (5) des différentes phases suivant un schéma électrique prédéterminé et pour assurer l’alimentation des différentes phases via trois bornes d’alimentation (12u, 12v, 12w) associées aux phases respectives, caractérisé en ce que
- le sens d’alimentation de l’une des phases est inversé par rapport aux deux autres phases pour limiter l’écart angulaire entre les bornes d’alimentation (12u, 12v, 12w) associés aux alimentations des différentes phases.
[Revendication 2] Stator (1 ) selon la revendication 1 dans lequel les cadres de connexion (10u, 10v, 10w) associés aux bornes d’alimentation (12u, 12v, 12w) permettant l’alimentation des différentes phases sont disposés sur une même couche (c4) de cadres de connexion (10).
[Revendication 3] Stator (1 ) selon la revendication 2 dans lequel les cadres de connexion (10u, 10w) associés à l’alimentation des deux autres phases s’étendent en direction du cadre de connexion (10v) associé à l’alimentation de la phase dont le sens d’alimentation est inversé pour recevoir la borne d’alimentation (12v) associée afin de réduire l’écart angulaire entre les bornes d’alimentation (12u, 12v, 12w) associées à l’alimentation des différentes phases.
[Revendication 4] Stator (1 ) selon l’une des revendications précédentes dans lequel au moins une des couches (c1 , c2, c3, c4, c5) de cadres de connexion est utilisée pour réaliser :
- des liaisons entre les bobines de différentes phases et/ou
- des liaisons entre les bobines d’une phase et l’alimentation d’une ou plusieurs phases.
[Revendication 5] Stator (1 ) selon l’une des revendications précédente dans lequel le schéma électrique prédéterminé est un montage en étoile.
[Revendication 6] Stator (1 ) selon l’une des revendications précédentes comprenant dix-huit bobines (5), chaque phase comprenant une première et une deuxième branches de trois bobines (5) reliées en série et dans lequel les cadres de connexion (10) sont répartis sur cinq couches (c1 , c2, c3, c4, c5).
[Revendication 7] Stator (1 ) selon la revendication précédente dans lequel une première (c1 ) et une deuxième (c2) couches de cadre de connexion (10) comprennent respectivement les cadres de connexion (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f , 10g, 10h) associés aux connexions des bobines (5) d’une première et d’une deuxième phase, une troisième couche (c3) de cadre de connexion (10) comprend les cadres de connexion (1 Oi, 10j) associés à une première partie des connexions des bobines (5) associées à la troisième phase, une quatrième couche (c4) comprend les cadres de connexion (10u, 10v, 10w) d’alimentation des phases et un cadre de connexion (10m) de mise en parallèle des trois premières branches associées aux trois phases et une cinquième couche (c5) comprend les cadres de connexion (10k, 101) associés à la deuxième partie des connexions des bobines (5) de la troisième phase et un cadre de connexion (10n) de mise en parallèle des trois deuxièmes branches associées aux trois phases.
[Revendication 8] Stator (1 ) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’inversion du sens d’alimentation d’une phase est obtenue en inversant les connexions entre les entrées et les sorties associées à la phase.
[Revendication 9] Stator (1 ) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’inversion du sens d’alimentation d’une phase est obtenu en inversant le sens de bobinage de la phase.
[Revendication 10] Moteur électrique comprenant un stator (1 ) selon l’une des revendications précédentes.
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